振動発生装置およびこの振動発生装置を用いた電子機器
【課題】 振動発生手段に姿勢検出手段を一体化することにより、小型化が可能な振動発生装置およびこの振動発生装置を用いた電子機器を提供する。
【解決手段】 筐体２内に可動部５が弾性支持部材３によって弾性的に支持されており、振動駆動回路を構成するコイルに所定の駆動電流を与えると、可動部５が振動させられるようになっている。筐体２を傾かせると、それに応じて可動部５が傾き、可動部５の表面５ａが第１〜第３の姿勢検出端子１２〜１４を持ち上げるため、第２〜第４のスイッチ部ＳＷ２〜ＳＷ４が非導通状態に設定される。よって、制御部は前記各スイッチ部の動作状態を検出することにより、振動発生装置1の姿勢を検知することができる。振動発生手段に姿勢検出手段を一体化したことにより、小型の振動発生装置およびこの振動発生装置を用いた電子機器を提供することが可能となる。
【解決手段】 筐体２内に可動部５が弾性支持部材３によって弾性的に支持されており、振動駆動回路を構成するコイルに所定の駆動電流を与えると、可動部５が振動させられるようになっている。筐体２を傾かせると、それに応じて可動部５が傾き、可動部５の表面５ａが第１〜第３の姿勢検出端子１２〜１４を持ち上げるため、第２〜第４のスイッチ部ＳＷ２〜ＳＷ４が非導通状態に設定される。よって、制御部は前記各スイッチ部の動作状態を検出することにより、振動発生装置1の姿勢を検知することができる。振動発生手段に姿勢検出手段を一体化したことにより、小型の振動発生装置およびこの振動発生装置を用いた電子機器を提供することが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は筐体に振動を発生させる振動発生装置およびこの振動発生装置を用いた電子機器に係り、特に、筐体の姿勢を検知する姿勢検出手段が振動発生手段と一体に構成されて、小型化が可能な振動発生装置およびこの振動発生装置を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に記載の発明では、コイルに通電すると、通電されたコイルのコアの両端面にＮＳ磁極が励磁され、錘が設けられた可動子の右側端面が、対向するコアの端面方向（左方向）に向けて引き付けられる。そして、可動子の右側端面が、対向するコアの端面に接近したときに、コイルに供給する電流の方向を反転すると、可動子は逆方向（右方向）に移動を始める。このように、前記電流の反転を可動子の振動周波数に合わせて繰り返し行うと、可動子の左右両端面がコアの右端面および左端面に当接する寸前で可動子が反転移動し、可動子が左右へ単振動を繰り返す。また、可動子は、左右一対の弾性支持部材によって支持されており、そのため、左右方向へほぼ平行に移動して単振動する。
【０００３】
また、本願出願人が先に出願した特願２００３−３３１３７５および特願２００３−３３１３７９には、携帯電話機，ゲーム機器およびゲーム機器のコントローラなどの小型の電子機器に搭載可能な振動発生装置が記載されている。
【０００４】
前記振動発生装置では、錘または分銅としての可動部が、水平姿勢を保った状態で鉛直方向に運動させられる。このため、小型化に適し、少ないエネルギーで効率よく振動を発生することが可能とされている。
【特許文献１】特開２００２−１５３８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の携帯電話機器は、カメラ機構をはじめ、携帯テレビなどの各種の付加機能を備えつつも小型かつ軽量のものが開発されている。このような小型で携行に優れた携帯電話機は、ユーザーの好みに応じ左右に傾いたり、上下逆さまになるといったような様々な姿勢に設定されることから、これらの各姿勢に合わせた画面表示機能が必要とされる。
【０００６】
しかし、上記携帯電話機に搭載されている振動発生装置は、錘や分銅などの姿勢を検出することが可能な部品を備えていながら、ユーザーに着信を知らせる着信通知用のバイブレーターとしての機能しか有さないのが一般的である。
【０００７】
このため、前記錘や前記分銅を姿勢検出用に兼用することがでるようになれば、姿勢検出機能を備えた振動発生装置を提供できる。しかも、専用の姿勢検出手段を必要としないため、部品点数を削減して小型軽量化を推進することができるだけでなく、製造コストの低減をも図ることが可能となる。
【０００８】
さらに、振動発生装置と姿勢検出手段とを別個に設ける必要がなくなるため、携帯電話機を組み立てる際の組立て工数も少なくすることができる。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、携帯電話機など電子機器の筐体の姿勢を検知する姿勢検出手段が振動発生手段と一体に構成され、小型化が可能な振動発生装置およびこの振動発生装置を用いた電子機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、筐体と、前記筐体に対し振動可能な状態で一方の端部が片持ち支持された弾性支持部材と、前記弾性支持部材の他方の端部に固定された可動部と、前記可動部に振動を生起させる振動駆動回路とを備えた振動発生装置において、
前記可動部が振動の中心となる基準面を一方向に越えたことを検知する姿勢検出手段が設けられており、前記姿勢検出手段により前記筐体の傾き姿勢が検知されることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明では、姿勢検出手段と振動発生手段とが一体に構成されるため、電子機器の筐体内に姿勢検出手段と振動発生手段とそれぞれ別個に設ける必要がない。このため、筐体内部に姿勢検出手段を設ける別途のスペースを設ける必要がなく、電子機器を小型化することができる。
【００１２】
例えば、前記姿勢検出手段は、前記基準面に設けられた導通部と、前記導通部に弾圧可能であるとともに前記基準面から前記可動部が移動する領域内に突出する接続部とを有する複数の検出端子を有しており、前記可動部が前記基準面を越えたときに、前記検出端子が持ち上げられて前記接続部と前記導通部との前記弾圧が解除させられるものとして構成される。
【００１３】
上記手段では、既存の振動発生装置を利用することができるとともに、簡単な構成により姿勢を検出することができるため、振動発生装置としての品質や信頼性を損なうことがない。
【００１４】
また前記検出端子は、前記可動部の長手方向の両端側で対称となる位置と、中央側で対称となる位置にそれぞれ一組づつ設けられており、前記長手方向と直交する幅方向の一方に前記両端側で対称となる一組の検出端子が設けられ、他方に前記中央側で対称となる一組の検出端子が設けられている。
【００１５】
上記手段では、検出端子は、可動部の表面に対しバランス良く当接することができる。このため、非振動の状態における可動部の表面が振動の中心である基準面に一致するように設定される。よって、振動発生手段の姿勢が変化したときには、変化後の姿勢を高い精度で検出することが可能となる。
【００１６】
また前記振動駆動回路は、前記可動部に固定されて一緒に振動するコイルと、前記コイルに垂直な磁界を与える磁石と、前記コイルに駆動電流を与えるパルス発生回路と、前記パルス発生回路を所定のタイミングで駆動させる制御部とを有するとともに、
前記振動駆動回路内には、前記中央側に設けられた一組の検出端子の一方が、前記可動部の振動に伴って前記振動駆動回路の開閉動作を行うスイッチ部として設けられているものが好ましい。
【００１７】
上記手段では、コイルに与える駆動電流のタイミングを図ることができる。よって、振動駆動装置を効率よく駆動させることができる。
【００１８】
上記いずれかに記載の振動発生装置が設けられ、外部からの所定の信号を受信したときには前記振動発生装置を駆動させて前記筐体が振動させられ、前記筐体の姿勢が変化したときには前記姿勢検出手段により前記筐体の姿勢が検知されることを特徴とする電子機器。
【００１９】
上記手段では、振動発生と姿勢検出の両機構を備えた電子機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の振動発生装置では、姿勢検出手段が振動発生手段と一体に構成されるため、電子機器の筐体内に姿勢検出手段と振動発生手段とそれぞれ別個に設ける必要がなくなる。その結果、筐体内部に姿勢検出手段を設ける別途のスペースが不要となり、電子機器を小型化することができる。また、電子機器を組み立てる際には、姿勢検出手段のみを取り付ける工程が不要となり、その工程分だけ組み立て工数を減らすことができ、電子機器の組み立て時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明の振動発生装置を側方から見た透視側面図、図２は本発明の振動発生装置の平面図、図３は図１のＡ−Ａ線における断面図、図４は振動発生装置の上部に設けられる姿勢検出手段を示す斜視図である。なお、図１ないし図３は、コイルに通電されていない中立状態を示している。また図１では後述の磁石７，７を省略してその他の部材を示している。
【００２２】
振動発生装置１は、図示Ｚ１側の天面に相当する部分が開口する長方形状の筐体２を有している。筐体２のＹ２側の左側面２Ａの底部には筐体２の内方に通ずる通路２ａが形成されており、この通路２ａには板ばね（弾性部材）によって形成された弾性支持部材３が取り付けられている。
【００２３】
弾性支持部材３は一方の端部が固定部３ａであり、この固定部３ａが通路２ａに圧入などの手段で取り付けされることによって強固に片持ち支持されている。弾性支持部材３の他方の端部には、Ｚ１方向に折り曲げられた保持部３ｃが設けられている。図２に示すように、保持部３ｃのＸ方向の両端にはコの字形状に折り曲げられた側片３ｃ１，３ｃ１が形成されており、この側片３ｃ１，３ｃ１間には可動部５が固定されている。可動部５は図示Ｙ方向を長手方向とする長方形状をしており、Ｙ１側の端面が保持部３ｃに固定され、Ｘ方向の両側面が側片３ｃ１，３ｃ１により固定されており、結果として可動部５は弾性支持部材３に対し剛体支持されている。なお、固定部３ａと保持部３ｃとの間の部分は撓み変形部３ｂであり、図１に示すように、可動部５を保持した弾性支持部材３は片持ち支持の状態で図示Ｚ２方向に撓み変形させられている。
【００２４】
なお、撓み変形部３ｂは、固定部３ａと保持部３ｃとの間で二股に分割されており（図示せず）、両者の間に形成された隙間内には後述するヨーク部材８が設けられている。
【００２５】
可動部５は、例えば所定の質量で形成されており、筐体２内の空間、すなわち一方の左側面２Ａと他方の右側面２Ｂとの間の空間内において弾性支持部材３によって図示Ｚ方向に弾性可能な状態で支持されている。なお、この振動発生装置１では、中立状態において、可動部５の重心Ｇが左側面２Ａと右側面２Ｂとの間の中心を通る鉛直線Ｏ−Ｏ上に一致するように設定されている。
【００２６】
図１に示すように、可動部５の下面５ｂにはエナメル線などの被覆導線を略円筒状に巻回することによって形成されたコイル６が固定されている。図２に点線で示すように、コイル６は可動部５の重心Ｇ（鉛直線Ｏ−Ｏ）を巻回中心とするとともに、Ｙ方向を長手方向とする細長い形状で形成されている。なお、可動部５とコイル６とが振動発生装置１の錘として機能している。
【００２７】
図３に示すように、筐体２には硬磁性材料からなる磁石７，７が筐体２のＸ１−Ｘ２方向の側壁２Ｃ，２Ｃに沿って設けられている。なお、図３では可動部５とコイル６の位置を明確にするために、弾性支持部材３を省略している。
【００２８】
筐体２の側壁２Ｃ，２Ｃおよび底部２Ｅは磁性材料によって形成されている。磁石７は、側壁２Ｃに接する端面７ａと、コイル６に対向する端面７ｂとが逆の磁極となるように着磁されている。なお、コイル６と磁石７などが、可動部５に振動駆動力を与える駆動回路の一部を構成している。
【００２９】
また、筐体２の底部２Ｅの中心には、図示Ｚ１方向に突出するとともにＹ方向に延びるヨーク部材８が設けられている。ヨーク部材８も磁性材料で形成されており、このヨーク部材８と磁石７，７とが対向する部分がギャップｇ，ｇであり、このギャップｇ，ｇ内にコイル６が設けられている。
【００３０】
本実施の形態では、例えば磁石７の一方（内側）の端面７ｂがＮ極に、他方（外側）の端面７ａがＳ極に着磁されている。この場合には、磁石７で発生した磁束は、磁石７，７のＮ極からギャップｇ，ｇを通ってヨーク部材８に向かい、ヨーク部材８、筐体２の底部２Ｅ、側壁２Ｃ，２Ｃを経て磁石７，７のＳ極に達するという磁路を形成する。そして、前記磁束は、磁石７，７からヨーク部材８に向かうギャップｇ，ｇにおいて、コイル６に垂直に鎖交する。
【００３１】
図２ないし図４に示すように、可動部５のＸ１側にはＹ１−Ｙ２方向に延びる導通部９が設けられており、同様に可動部５のＸ２側にもＹ１−Ｙ２方向に延びる導通部１０が設けられている。導通部９，１０のＹ１側およびＹ２側の端部にはＺ２方向に折り曲げられた接続部９ａ，９ｂおよび１０ａ，１０ｂが設けられており、接続部９ａ，９ｂおよび１０ａ，１０ｂはＺ２方向に延び筐体２内で固定されている。
【００３２】
導通部９，１０と筐体２の天面に設けられた天板２Ｆとの間には、金属製の板ばね（弾性部材）を略Ｌ字形状に折り曲げることにより形成された制御検出端子１１と第１の姿勢検出端子１２，第２の姿勢検出端子１３および第３の姿勢検出端子１４が設けられている。制御検出端子１１は可動部５の振動を制御する端子であり、第１，２，３の姿勢検出端子１２，１３，１４は筐体の姿勢を検知する端子である。
【００３３】
制御検出端子１１は可動部５のＸ１側で、かつ鉛直線Ｏ−ＯよりもＹ１側に設けられている。制御検出端子１１の一方の端部である基部１１ａは筐体２の右側面２Ｂ内部に固定されている。また、制御検出端子１１の他方の端部は折り曲げ部１１ｃでＹ２方向に向けてほぼ直角に折り曲げられた弾性変形部１１ｂを形成しており、弾性変形部１１ｂの先端には接続部１１ｄが形成されている。図２および図４に示すように、接続部１１ｄは略Ｌ字形状に形成されている。そして、図１および図２に示すように、振動発生装置１が釣り合いのとれた中立状態にある場合には、制御検出端子１１の弾性変形部１１ｂの弾性力により、接続部１１ｄが中央付近で可動部５の表面５ａと導通部９の表面とを同時に当接している。すなわち、接続部１１ｄは、その基端部が導通部９を弾圧し、かつ先端部が可動部５の表面５ａを接することが可能な状態にある。
【００３４】
一方、第１の姿勢検出端子１２は、導通部９と同じ可動部５のＸ１側で、かつ可動部５の鉛直線Ｏ−ＯよりもＹ２側に設けられている。すなわち、制御検出端子１１に対し長手方向（Ｙ方向）対称の位置に設けられている。第１の姿勢検出端子１２の基部１２ａは、筐体２の左側面２Ａ内部に固定されている。また第２の姿勢検出端子１３の他方の端部は折り曲げ部１３ｃで折り曲げられた弾性変形部１３ｂを形成しており、弾性変形部１３ｂの先端には接続部１３ｄが設けられている。図２および図４に示すように、接続部１３ｄも略Ｌ字形状で形成されている。
【００３５】
図１および図２に示すように、振動発生装置１が中立状態にある場合には、上記同様に第１の姿勢検出端子１２の接続部１２ｄの基端部が導通部９を弾圧し、同時に先端部が可動部５の表面５ａを当接可能な状態にある。
【００３６】
同様に第２の姿勢検出端子１３も基部１３ａ，弾性変形部１３ｂ，折り曲げ部１３ｃおよび接続部１３ｄを有している。第２の姿勢検出端子１３は可動部５のＸ２側に設けられ、かつ基部１３ａがＹ１側の右側面２Ｂの内部に固定されている。ただし、弾性変形部１３ｂは鉛直線Ｏ−Ｏを越えてＹ２方向に向かって傾斜しながら延びており、その先端の接続部１３ｄはＹ２側の位置において可動部５の表面５ａと導通部１０の双方に当接している。すなわち、接続部１３ｄの基端側は可動部５の表面５ａに当接し、接続部１３ｄの先端側は導通部１０の表面を弾圧している。
【００３７】
同様に、第３の姿勢検出端子１４も基部１４ａ，弾性変形部１４ｂ，折り曲げ部１４ｃおよび接続部１４ｄを有している。第３の姿勢検出端子１４も可動部５のＸ２側に設けられ、かつ基部１４ａはＹ２側の左側面２Ａの内部に固定されている。ただし、弾性変形部１４ｂは鉛直線Ｏ−Ｏを越えてＹ１方向に向かって傾斜しながら延びており、その先端の接続部１４ｄはＹ１側の位置において可動部５の表面５ａと導通部１０の双方を当接している。すなわち、第３の姿勢検出端子１４は第２の姿勢検出端子１３に対し長手方向対称の位置に設けられている。また接続部１４ｄの基端側は導通部１０の表面を弾圧し、接続部１４ｄの先端側は可動部５の表面５ａに当接可能とされている。
【００３８】
このように、導通部９および導通部１０は同一平面内にあり、これらの表面を単振動の中心となる基準面とすると、前記中立状態のときに、可動部５の表面５ａの高さ方向（Ｚ方向）の位置は前記単振動の基準面に一致している。
【００３９】
ここで、制御検出端子１１と前記導通部９とは第１のスイッチ部ＳＷ１を形成している。同様に、第１の姿勢検出端子１２と導通部９とが第２のスイッチ部ＳＷ２を形成し、第２の姿勢検出端子１３と導通部１０とが第３のスイッチ部ＳＷ３を形成し、第３の姿勢検出端子１４と導通部１０とが第４のスイッチ部ＳＷ４を形成している。そして、第１のスイッチ部ＳＷ１の接続部１１ｄと導通部９の表面、第２のスイッチ部ＳＷ２の接続部１２ｄと導通部９の表面、第３のスイッチ部ＳＷ３の接続部１３ｄと導通部１０の表面、および第４のスイッチ部ＳＷ４の接続部１４ｄと導通部１０の表面がそれぞれスイッチ接点に相当している。
【００４０】
なお、この振動制御装置１では、第１、第２および第４のスイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２およびＳＷ４を構成する接続部１１ｄ，１２ｄおよび１４ｄの基端側が導通部９，１０側に位置し、接続部１１ｄ，１２ｄおよび１４ｄの先端側が可動部５の移動領域内に突出するように設定されており、また第３のスイッチ部ＳＷ３では接続部１３ｄの基端側が可動部５の移動領域内に位置する代わりに、先端部は導通部１０側に位置するように設定されている。
【００４１】
第２ないし第４のスイッチ部のＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４のオンおよびオフに関する情報は、振動発生装置１を備えた電子機器内に設けられた制御部（図４参照）３１に送られており、制御部３１はこれらの各スイッチ部ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷのスイッチ情報を取得することが可能とされている。
【００４２】
図４に示すように、振動発生装置１の近傍には、パルス発生回路（電流供給回路）３２が設けられている。パルス発生回路３２の一方の出力端子３２ａは制御検出端子１１の基部１１ａに接続され、他方の出力端子３２ｂはコイル６を形成する被覆導線の一方の端部６ａに接続されている。そして、コイル６を形成する被覆導線の他方の端部６ｂは導通部９の接続部９ｂに接続されている。
【００４３】
すなわち、第１のスイッチ部ＳＷ１が閉じている（オン状態）の場合には、パルス発生回路３２の一方の出力端子３２ａ→制御検出端子１１の基部１１ａ→制御検出端子１１の接続部１１ｄ→導通部９の表面→導通部９の接続部９ｂ→コイル６の他方の端部６ｂ→コイル６の導線内部→コイル６の一方の端部６ａ→パルス発生回路３２の他方の出力端子３２ｂという振動駆動回路が形成されている。
【００４４】
なお、パルス発生回路３２は、制御部３１からのコマンド信号を受けると、所定のデューティー比またはパルス幅からなる電流を出力してコイル６に与える機能を有している。
【００４５】
次に、本発明の振動発生装置１の振動発生手段による振動動作について説明する。
図１ないし図３に示す中立状態では、コイル６が磁石７とヨーク部材８との間に位置するため、磁石７で発生した磁束φがコイル６を垂直に横切ってヨーク部材８に達している。
【００４６】
図１および図３に示す中立状態において、すなわち第１ないし第４のスイッチ部ＳＷ１ないしＳＷ４のすべてが接続（オン）状態にあるとともに、振動発生装置１が水平姿勢にある状態において、制御部３１がパルス発生回路３２に対しコマンド信号を出力し、パルス発生回路３２から所定のデューティー比またはパルス幅からなる駆動電流Ｉが出力されたとする。このとき、コイル６に図３に示す方向（図２において時計回り方向）の駆動電流Ｉが与えられたとすると、コイル６には磁束φと駆動電流Ｉとによる電磁力ＦがＺ２方向に発生するため、可動部５をＺ２方向へ駆動させることができる。このとき、可動部５の表面５ａは前記単振動の基準面よりも図示Ｚ２方向に移動させられる。
【００４７】
本発明の振動発生装置１では、図３に示すように、可動部５と導通部９とは所定の間隔を隔てて別個に設けられている。このため、可動部５がＺ２方向に移動した場合にも、導通部９と制御検出端子１１との間の接続を始めとして各スイッチ部ＳＷ１ないしＳＷ４はすべて接続状態が維持される。
【００４８】
パルス発生回路３２で発生するパルス電圧の電圧変化に同期して、コイル６に電流が流れなくなると、コイル６には電磁力Ｆが作用しなくなる。電磁力Ｆが作用しなくなると、可動部５は弾性支持部材３のＺ１方向への復元弾性力によって付勢され、可動部５がＺ１方向に移動する。このとき、可動部５の表面５ａが、前記単振動の基準面をＺ１方向に越えると、可動部５の移動領域に突出している接続部１１ｄ，１２ｄおよび１４ｄの先端側および接続部１３ｄの基端側に当接しこれらをＺ１方向に持ち上げるため、第１ないし第４のスイッチ部ＳＷ１ないしＳＷ４のすべてが非接続状態に切り換えられる。
【００４９】
次に、Ｚ１方向に移動させられた可動部５は、弾性支持部材３のＺ２方向への復元弾性力によって付勢され、可動部５はＺ２方向に移動させられる。このとき、可動部５の表面５ａが前記単振動の基準面をＺ２方向に越えると、第１ないし第４のスイッチ部ＳＷ１ないしＳＷ４のすべてを再び接続状態に切り換えることができる。
【００５０】
そして、制御部３１は、可動部５の表面５ａが前記単振動の基準面をＺ２方向に越えるタイミング、換言すると、少なくとも第１のスイッチ部ＳＷ１が再び接続状態に切り換わるタイミングに同期させて、制御部３１がパルス発生回路３２にコマンド信号を与え、駆動電流Ｉを再びコイル６に流すようにすると、電磁力ＦがＺ２方向に発生し、可動部５を再度Ｚ２方向に移動させることができる。そして、これら一連の動作を繰り返すことによって、振動発生装置１を一定周期で単振動させることが可能である。
【００５１】
なお、制御部３１がパルス発生回路３２にコマンド信号を与えるタイミングは、可動部５の表面５ａが前記単振動の基準面をＺ２方向に越える毎回のタイミングである必要はなく、複数回ごとに行うものであってもよい。この場合には、連続的な振動を発生させることができる。
【００５２】
また振動が一度停止して一定の時間が経過した後に再び制御部３１がコマンド信号を発生するようにしたものであってもよく、この場合には振動発生装置１に間欠的な振動を生じさせることができる。
【００５３】
なお、前記振動駆動回路を構成するパルス発生回路３２の代わりに電流源を設けると、完全自励式の振動発生装置１とすることができる。
【００５４】
次に、本発明の振動発生装置１の姿勢検出手段による、姿勢検出動作について説明する。
【００５５】
図５は振動発生装置を傾かせた場合の筐体内部の様子を示す図１同様の透視側面図、図６は振動発生装置が上下逆さまになった場合の筐体内部の様子を示す図１同様の透視側面図である。
【００５６】
図５に示すように、底部のＢ点を中心に筐体のＹ２側を持ち上げて振動発生装置１全体を傾き角度θ１だけ反時計回り方向に傾かせると、弾性支持部材３が可動部５をＺ１方向に付勢する力と、制御検出端子１１および第１ないし第３の姿勢検出端子１２，１３，１４が可動部５を図示Ｚ２方向に付勢する力との間の力のつり合いが崩れ、可動部５は筐体２内において反時計回り方向に傾く姿勢に設定させられる。
【００５７】
このとき、可動部５の表面５ａのＹ１側のみが、前記単振動の基準面を越えて図示Ｚ１方向に移動させられ、制御検出端子１１の接続部１１ｄと第３の姿勢検出端子１４の接続部１４ｄとが同時にＺ１方向に持ち上げられるため、第１のスイッチ部ＳＷ１と第４のスイッチ部ＳＷ４とが非接続状態に切り換えられる。そして、制御部３１が、第３の姿勢検出端子１４の接続の状態を検出することにより、振動発生装置１が角度θ１だけ傾いた姿勢にさせられたことを検知することができる。
【００５８】
なお、筐体２が図５に示す前記θ１とは逆の方向に、すなわち底部のＣ点を中心に筐体のＹ１側を時計回り方向に傾けた場合も同様である。すなわち、この場合には可動部５は筐体２内において時計回り方向に傾く姿勢に設定させられるため、可動部５の表面５ａのＹ１側のみが前記単振動の基準面を越えて図示Ｚ２方向に移動させられる。よって、第１の姿勢検出端子１２の接続部１２ｄと第２の姿勢検出端子１３の接続部１３ｄとが同時にＺ１方向に持ち上げられ、第２のスイッチ部ＳＷ２と第３のスイッチ部ＳＷ３とが非接続状態に切り換えられる。よって、制御部３１が、第２，第３のスイッチ部ＳＷ２，ＳＷ３の接続の状態を検出することにより、振動発生装置１が時計回り方向に傾く姿勢に設定されたことを検知することができる。
【００５９】
次に、図６に示すように、筐体２が上下逆さまの姿勢に設定された場合を説明する。この場合には、可動部５が水平姿勢を保ちながらＺ１方向に移動させられるため、可動部５の表面５ａは制御検出端子１１の接続部１１ｄ、第１の姿勢検出端子１２の接続部１２ｄ，第２の姿勢検出端子１３の接続部１３ｄ，第３の姿勢検出端子１４の接続部１４ｄの全てがＺ１方向に押し下げられる。これによって、第１ないし第４のスイッチ部ＳＷ１ないしＳＷ４のすべてが接続状態から非接続状態に切り換えられる。そして、制御部３１は、これらのすべてのスイッチ部のスイッチ情報を検出することにより、振動発生装置１が上下逆さまの姿勢に設定されたことを検知することができる。
【００６０】
すなわち、第１ないし第３の姿勢検出端子１２，１３，１４から構成される第２ないし第４のスイッチ部ＳＷ２，ＳＷ３およびＳＷ４は、振動発生手段１の姿勢を検出することが可能な姿勢検出手段として機能している。
【００６１】
上記のような姿勢検出手段により筐体２の姿勢を検知するためには、姿勢検出端子と導通部からなるスイッチ接点を、少なくとも可動部５のＹ１側の側方部に１箇所およびＹ２側の側方部に１箇所に、そして中央部に１箇所設けた構成が好ましい。このような構成とすることによって、筐体２が、時計回り方向および反時計回り方向に傾いた場合、および上下逆さまにの姿勢とされた場合の、筐体２の姿勢を確実に検知することができる。
【００６２】
本発明では、上記のような姿勢検出手段が、弾性支持部材３の構成に用いられる部品の一部を利用して一体で構成することができるため、姿勢検出手段を振動発生手段と別個に設ける必要がなくなる。その結果、振動発生装置１が搭載される電子機器の内部に専用の姿勢検出手段を別途設けるためのスペースを不要とすることができるため、前記電子機器の小型化に貢献することが可能となる。
【００６３】
また、電子機器を組み立てる際に、振動発生装置１と姿勢検出手段とを別個の工程で組み立てる必要がなくなるため、その工程分だけ組み立て工数を減らすことができ、電子機器の組み立て時間を短縮することが可能となる。
【００６４】
また、制御検出端子１１の位置は上記の位置には限定されず、制御検出端子１１の接続部１１ｄが、可動部５の表面５ａに当接し、かつ導通部９を弾圧できるような位置に設けられればよい。
【００６５】
本発明の振動発生装置１は、たとえば携帯電話端末などの電子機器の筐体内に組み込まれ、受信電波などの外部信号が着信したときに、振動発生装置１を駆動させて筐体２を振動させることにより、着信があった旨をユーザーに知らせることができる。
【００６６】
図７は本発明の振動発生装置が搭載された携帯電話端末の外観を示す斜視図である。
図７に示すように、携帯電話端末２０は、第１のケース２１ａと第２のケース２１ｂが軸２３を支点として回動可能に連結されたケース（筐体）２１を有している。第１のケース２１ａには複数個の押釦式のキー入力部２２ａが配列された操作部２２が設けられ、また第２のケース２１ｂには液晶パネルで形成された表示部２４が設けられている。
【００６７】
携帯電話端末２０では、操作部２２の面と表示部２４の面とが対向して２つに折り畳まれて非使用状態（第２のケース２１ｂが１点鎖線で示される位置にある状態）となり、第１のケース２１ａと第２のケース２１ｂとがほぼ１８０度に近い角度まで拡開したときに使用状態となるように設定されている。
【００６８】
携帯電話端末２０に対して送られた電波信号が、アンテナ２５で受信されると、信号処理が行われて、制御部３１からパルス発生回路３２にコマンド信号が入力される。そして、パルス発生回路３２からコイル６に駆動電流Ｉが与えられることにより、前述した動作原理に基づいて振動発生装置１が振動し、携帯電話端末２０のケース２１を振動させ、携帯電話端末２０の使用者に着信を知らせる。
【００６９】
また、本発明の振動発生装置１を、たとえばＰＤＡ等の携帯用電子入力機器に搭載した場合には、操作者がＰＤＡの画面を備え付けの電子ペン等で操作したときに、前述した動作原理に基づいて振動発生装置１を駆動させるようにしてもよい。この場合には、操作者がＰＤＡの画面を操作したことに合わせて、操作者にクリック感を体感させることが可能となる。このため、操作者は自分が操作したかどうかを確実に確認することできるようになる。
【００７０】
また小型カメラが内蔵されている携帯電話端末２０の場合には、以下のような操作が可能なる。
【００７１】
この小型カメラで被写体を撮影する場合には、被写体の大きさや、一度に撮影したい被写体の数、あるいは撮影者の意向により、小型カメラの姿勢、すなわち携帯電話端末２０のケース２１の姿勢は様々な状態に設定させられる。
【００７２】
たとえば、写真の縦横の比が通常と逆となるような写真を撮影するような場合、すなわち横方向の長さよりも縦方向の長さの方が長い写真を撮影したい場合には、携帯電話端末２０自体を横向きに傾けた姿勢で撮影する。あるいは上下逆さまな写真を撮影したい場合には、携帯電話端末２０自体を上下逆さまにした姿勢で撮影するが、このように携帯電話端末２０の姿勢を変化させると、振動発生装置１の姿勢検出手段によって、前述した動作原理に基づいて、携帯電話端末２０の姿勢を検知することができる。よって、制御部３１は検知された携帯電話端末２０の姿勢にあわせて、前記被写体に対する小型カメラの焦点が合うようにフォーカス制御を行わせることが可能となる。このため携帯電話端末２０の姿勢が変化した場合でも、被写体に小型カメラの焦点を正確に合わせることができ、被写体を鮮明に撮影することができる。
【００７３】
また、本発明の振動発生装置１の姿勢検出手段は、上記のようなカメラ用として用いられることには限定されず、携帯電話端末２０やＰＤＡの表示部に表示される画像の切換えにも用いることができる。
【００７４】
この場合には、携帯電話端末２０やＰＤＡが、傾けられたり、上下逆さまにされると、振動発生装置１の姿勢検出手段が前述した動作原理に基づいて、携帯電話端末２０やＰＤＡの姿勢が検知される。検知された携帯電話端末２０やＰＤＡの姿勢にあわせて、表示部２４やＰＤＡの表示部に表示される画像が、携帯電話端末２０やＰＤＡの通常の姿勢（携帯電話端末２０やＰＤＡが、傾けられたり、上下逆さまにされる前の姿勢）のときに表示されている場合と同じ表示となるように、すなわち携帯電話端末２０の表示部２４が横向きや上下逆さまとになったとしても、そこに表示される画像は絶対的な鉛直方向（重心方向）に対して常に正常な上下関係が維持されるように内部のソフトウェアを用いて切換えられる。このため、携帯電話端末２０やＰＤＡの姿勢が変化した場合でも、画像を通常と同じ表示とすることができる。その結果、たとえば携帯電話端末２０に内蔵された小型カメラで撮影したデジタル画像を編集する際に、画像を容易に見ることができ、画像の編集等を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の振動発生装置をＸ２方向からみた側面図、
【図２】本発明の振動発生装置の平面図、
【図３】図１に示された振動発生装置をＹ１方向からみた断面図、
【図４】振動発生装置の上部に設けられる姿勢検出手段を示す斜視図、
【図５】筐体が、Ｙ１側が上昇する方向に傾いた場合の筐体内部の様子を示した図、
【図６】筐体が上下逆さまになった場合の筐体内部の様子を示した図、
【図７】本発明の振動発生装置が搭載された携帯電話端末の外観を示す斜視図、
【符号の説明】
【００７６】
１ 振動発生装置
２ 筐体
３ 弾性支持部材
３ａ 固体部
３ｂ 撓み変形部
３ｃ 保持部
５ 可動部
６ コイル
７ 磁石
８ ヨーク部材
９，１０ 導通部
１１ 制御検出端子（検出端子）
１２ 第１の姿勢検出端子（検出端子）
１３ 第２の姿勢検出端子（検出端子）
１４ 第３の姿勢検出端子（検出端子）
ＳＷ１ 第１のスイッチ部
ＳＷ２ 第２のスイッチ部
ＳＷ３ 第３のスイッチ部
ＳＷ４ 第４のスイッチ部
３１ 制御部
３２ パルス発生回路（電流供給回路）
【技術分野】
【０００１】
本発明は筐体に振動を発生させる振動発生装置およびこの振動発生装置を用いた電子機器に係り、特に、筐体の姿勢を検知する姿勢検出手段が振動発生手段と一体に構成されて、小型化が可能な振動発生装置およびこの振動発生装置を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１に記載の発明では、コイルに通電すると、通電されたコイルのコアの両端面にＮＳ磁極が励磁され、錘が設けられた可動子の右側端面が、対向するコアの端面方向（左方向）に向けて引き付けられる。そして、可動子の右側端面が、対向するコアの端面に接近したときに、コイルに供給する電流の方向を反転すると、可動子は逆方向（右方向）に移動を始める。このように、前記電流の反転を可動子の振動周波数に合わせて繰り返し行うと、可動子の左右両端面がコアの右端面および左端面に当接する寸前で可動子が反転移動し、可動子が左右へ単振動を繰り返す。また、可動子は、左右一対の弾性支持部材によって支持されており、そのため、左右方向へほぼ平行に移動して単振動する。
【０００３】
また、本願出願人が先に出願した特願２００３−３３１３７５および特願２００３−３３１３７９には、携帯電話機，ゲーム機器およびゲーム機器のコントローラなどの小型の電子機器に搭載可能な振動発生装置が記載されている。
【０００４】
前記振動発生装置では、錘または分銅としての可動部が、水平姿勢を保った状態で鉛直方向に運動させられる。このため、小型化に適し、少ないエネルギーで効率よく振動を発生することが可能とされている。
【特許文献１】特開２００２−１５３８１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の携帯電話機器は、カメラ機構をはじめ、携帯テレビなどの各種の付加機能を備えつつも小型かつ軽量のものが開発されている。このような小型で携行に優れた携帯電話機は、ユーザーの好みに応じ左右に傾いたり、上下逆さまになるといったような様々な姿勢に設定されることから、これらの各姿勢に合わせた画面表示機能が必要とされる。
【０００６】
しかし、上記携帯電話機に搭載されている振動発生装置は、錘や分銅などの姿勢を検出することが可能な部品を備えていながら、ユーザーに着信を知らせる着信通知用のバイブレーターとしての機能しか有さないのが一般的である。
【０００７】
このため、前記錘や前記分銅を姿勢検出用に兼用することがでるようになれば、姿勢検出機能を備えた振動発生装置を提供できる。しかも、専用の姿勢検出手段を必要としないため、部品点数を削減して小型軽量化を推進することができるだけでなく、製造コストの低減をも図ることが可能となる。
【０００８】
さらに、振動発生装置と姿勢検出手段とを別個に設ける必要がなくなるため、携帯電話機を組み立てる際の組立て工数も少なくすることができる。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、携帯電話機など電子機器の筐体の姿勢を検知する姿勢検出手段が振動発生手段と一体に構成され、小型化が可能な振動発生装置およびこの振動発生装置を用いた電子機器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、筐体と、前記筐体に対し振動可能な状態で一方の端部が片持ち支持された弾性支持部材と、前記弾性支持部材の他方の端部に固定された可動部と、前記可動部に振動を生起させる振動駆動回路とを備えた振動発生装置において、
前記可動部が振動の中心となる基準面を一方向に越えたことを検知する姿勢検出手段が設けられており、前記姿勢検出手段により前記筐体の傾き姿勢が検知されることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明では、姿勢検出手段と振動発生手段とが一体に構成されるため、電子機器の筐体内に姿勢検出手段と振動発生手段とそれぞれ別個に設ける必要がない。このため、筐体内部に姿勢検出手段を設ける別途のスペースを設ける必要がなく、電子機器を小型化することができる。
【００１２】
例えば、前記姿勢検出手段は、前記基準面に設けられた導通部と、前記導通部に弾圧可能であるとともに前記基準面から前記可動部が移動する領域内に突出する接続部とを有する複数の検出端子を有しており、前記可動部が前記基準面を越えたときに、前記検出端子が持ち上げられて前記接続部と前記導通部との前記弾圧が解除させられるものとして構成される。
【００１３】
上記手段では、既存の振動発生装置を利用することができるとともに、簡単な構成により姿勢を検出することができるため、振動発生装置としての品質や信頼性を損なうことがない。
【００１４】
また前記検出端子は、前記可動部の長手方向の両端側で対称となる位置と、中央側で対称となる位置にそれぞれ一組づつ設けられており、前記長手方向と直交する幅方向の一方に前記両端側で対称となる一組の検出端子が設けられ、他方に前記中央側で対称となる一組の検出端子が設けられている。
【００１５】
上記手段では、検出端子は、可動部の表面に対しバランス良く当接することができる。このため、非振動の状態における可動部の表面が振動の中心である基準面に一致するように設定される。よって、振動発生手段の姿勢が変化したときには、変化後の姿勢を高い精度で検出することが可能となる。
【００１６】
また前記振動駆動回路は、前記可動部に固定されて一緒に振動するコイルと、前記コイルに垂直な磁界を与える磁石と、前記コイルに駆動電流を与えるパルス発生回路と、前記パルス発生回路を所定のタイミングで駆動させる制御部とを有するとともに、
前記振動駆動回路内には、前記中央側に設けられた一組の検出端子の一方が、前記可動部の振動に伴って前記振動駆動回路の開閉動作を行うスイッチ部として設けられているものが好ましい。
【００１７】
上記手段では、コイルに与える駆動電流のタイミングを図ることができる。よって、振動駆動装置を効率よく駆動させることができる。
【００１８】
上記いずれかに記載の振動発生装置が設けられ、外部からの所定の信号を受信したときには前記振動発生装置を駆動させて前記筐体が振動させられ、前記筐体の姿勢が変化したときには前記姿勢検出手段により前記筐体の姿勢が検知されることを特徴とする電子機器。
【００１９】
上記手段では、振動発生と姿勢検出の両機構を備えた電子機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の振動発生装置では、姿勢検出手段が振動発生手段と一体に構成されるため、電子機器の筐体内に姿勢検出手段と振動発生手段とそれぞれ別個に設ける必要がなくなる。その結果、筐体内部に姿勢検出手段を設ける別途のスペースが不要となり、電子機器を小型化することができる。また、電子機器を組み立てる際には、姿勢検出手段のみを取り付ける工程が不要となり、その工程分だけ組み立て工数を減らすことができ、電子機器の組み立て時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明の振動発生装置を側方から見た透視側面図、図２は本発明の振動発生装置の平面図、図３は図１のＡ−Ａ線における断面図、図４は振動発生装置の上部に設けられる姿勢検出手段を示す斜視図である。なお、図１ないし図３は、コイルに通電されていない中立状態を示している。また図１では後述の磁石７，７を省略してその他の部材を示している。
【００２２】
振動発生装置１は、図示Ｚ１側の天面に相当する部分が開口する長方形状の筐体２を有している。筐体２のＹ２側の左側面２Ａの底部には筐体２の内方に通ずる通路２ａが形成されており、この通路２ａには板ばね（弾性部材）によって形成された弾性支持部材３が取り付けられている。
【００２３】
弾性支持部材３は一方の端部が固定部３ａであり、この固定部３ａが通路２ａに圧入などの手段で取り付けされることによって強固に片持ち支持されている。弾性支持部材３の他方の端部には、Ｚ１方向に折り曲げられた保持部３ｃが設けられている。図２に示すように、保持部３ｃのＸ方向の両端にはコの字形状に折り曲げられた側片３ｃ１，３ｃ１が形成されており、この側片３ｃ１，３ｃ１間には可動部５が固定されている。可動部５は図示Ｙ方向を長手方向とする長方形状をしており、Ｙ１側の端面が保持部３ｃに固定され、Ｘ方向の両側面が側片３ｃ１，３ｃ１により固定されており、結果として可動部５は弾性支持部材３に対し剛体支持されている。なお、固定部３ａと保持部３ｃとの間の部分は撓み変形部３ｂであり、図１に示すように、可動部５を保持した弾性支持部材３は片持ち支持の状態で図示Ｚ２方向に撓み変形させられている。
【００２４】
なお、撓み変形部３ｂは、固定部３ａと保持部３ｃとの間で二股に分割されており（図示せず）、両者の間に形成された隙間内には後述するヨーク部材８が設けられている。
【００２５】
可動部５は、例えば所定の質量で形成されており、筐体２内の空間、すなわち一方の左側面２Ａと他方の右側面２Ｂとの間の空間内において弾性支持部材３によって図示Ｚ方向に弾性可能な状態で支持されている。なお、この振動発生装置１では、中立状態において、可動部５の重心Ｇが左側面２Ａと右側面２Ｂとの間の中心を通る鉛直線Ｏ−Ｏ上に一致するように設定されている。
【００２６】
図１に示すように、可動部５の下面５ｂにはエナメル線などの被覆導線を略円筒状に巻回することによって形成されたコイル６が固定されている。図２に点線で示すように、コイル６は可動部５の重心Ｇ（鉛直線Ｏ−Ｏ）を巻回中心とするとともに、Ｙ方向を長手方向とする細長い形状で形成されている。なお、可動部５とコイル６とが振動発生装置１の錘として機能している。
【００２７】
図３に示すように、筐体２には硬磁性材料からなる磁石７，７が筐体２のＸ１−Ｘ２方向の側壁２Ｃ，２Ｃに沿って設けられている。なお、図３では可動部５とコイル６の位置を明確にするために、弾性支持部材３を省略している。
【００２８】
筐体２の側壁２Ｃ，２Ｃおよび底部２Ｅは磁性材料によって形成されている。磁石７は、側壁２Ｃに接する端面７ａと、コイル６に対向する端面７ｂとが逆の磁極となるように着磁されている。なお、コイル６と磁石７などが、可動部５に振動駆動力を与える駆動回路の一部を構成している。
【００２９】
また、筐体２の底部２Ｅの中心には、図示Ｚ１方向に突出するとともにＹ方向に延びるヨーク部材８が設けられている。ヨーク部材８も磁性材料で形成されており、このヨーク部材８と磁石７，７とが対向する部分がギャップｇ，ｇであり、このギャップｇ，ｇ内にコイル６が設けられている。
【００３０】
本実施の形態では、例えば磁石７の一方（内側）の端面７ｂがＮ極に、他方（外側）の端面７ａがＳ極に着磁されている。この場合には、磁石７で発生した磁束は、磁石７，７のＮ極からギャップｇ，ｇを通ってヨーク部材８に向かい、ヨーク部材８、筐体２の底部２Ｅ、側壁２Ｃ，２Ｃを経て磁石７，７のＳ極に達するという磁路を形成する。そして、前記磁束は、磁石７，７からヨーク部材８に向かうギャップｇ，ｇにおいて、コイル６に垂直に鎖交する。
【００３１】
図２ないし図４に示すように、可動部５のＸ１側にはＹ１−Ｙ２方向に延びる導通部９が設けられており、同様に可動部５のＸ２側にもＹ１−Ｙ２方向に延びる導通部１０が設けられている。導通部９，１０のＹ１側およびＹ２側の端部にはＺ２方向に折り曲げられた接続部９ａ，９ｂおよび１０ａ，１０ｂが設けられており、接続部９ａ，９ｂおよび１０ａ，１０ｂはＺ２方向に延び筐体２内で固定されている。
【００３２】
導通部９，１０と筐体２の天面に設けられた天板２Ｆとの間には、金属製の板ばね（弾性部材）を略Ｌ字形状に折り曲げることにより形成された制御検出端子１１と第１の姿勢検出端子１２，第２の姿勢検出端子１３および第３の姿勢検出端子１４が設けられている。制御検出端子１１は可動部５の振動を制御する端子であり、第１，２，３の姿勢検出端子１２，１３，１４は筐体の姿勢を検知する端子である。
【００３３】
制御検出端子１１は可動部５のＸ１側で、かつ鉛直線Ｏ−ＯよりもＹ１側に設けられている。制御検出端子１１の一方の端部である基部１１ａは筐体２の右側面２Ｂ内部に固定されている。また、制御検出端子１１の他方の端部は折り曲げ部１１ｃでＹ２方向に向けてほぼ直角に折り曲げられた弾性変形部１１ｂを形成しており、弾性変形部１１ｂの先端には接続部１１ｄが形成されている。図２および図４に示すように、接続部１１ｄは略Ｌ字形状に形成されている。そして、図１および図２に示すように、振動発生装置１が釣り合いのとれた中立状態にある場合には、制御検出端子１１の弾性変形部１１ｂの弾性力により、接続部１１ｄが中央付近で可動部５の表面５ａと導通部９の表面とを同時に当接している。すなわち、接続部１１ｄは、その基端部が導通部９を弾圧し、かつ先端部が可動部５の表面５ａを接することが可能な状態にある。
【００３４】
一方、第１の姿勢検出端子１２は、導通部９と同じ可動部５のＸ１側で、かつ可動部５の鉛直線Ｏ−ＯよりもＹ２側に設けられている。すなわち、制御検出端子１１に対し長手方向（Ｙ方向）対称の位置に設けられている。第１の姿勢検出端子１２の基部１２ａは、筐体２の左側面２Ａ内部に固定されている。また第２の姿勢検出端子１３の他方の端部は折り曲げ部１３ｃで折り曲げられた弾性変形部１３ｂを形成しており、弾性変形部１３ｂの先端には接続部１３ｄが設けられている。図２および図４に示すように、接続部１３ｄも略Ｌ字形状で形成されている。
【００３５】
図１および図２に示すように、振動発生装置１が中立状態にある場合には、上記同様に第１の姿勢検出端子１２の接続部１２ｄの基端部が導通部９を弾圧し、同時に先端部が可動部５の表面５ａを当接可能な状態にある。
【００３６】
同様に第２の姿勢検出端子１３も基部１３ａ，弾性変形部１３ｂ，折り曲げ部１３ｃおよび接続部１３ｄを有している。第２の姿勢検出端子１３は可動部５のＸ２側に設けられ、かつ基部１３ａがＹ１側の右側面２Ｂの内部に固定されている。ただし、弾性変形部１３ｂは鉛直線Ｏ−Ｏを越えてＹ２方向に向かって傾斜しながら延びており、その先端の接続部１３ｄはＹ２側の位置において可動部５の表面５ａと導通部１０の双方に当接している。すなわち、接続部１３ｄの基端側は可動部５の表面５ａに当接し、接続部１３ｄの先端側は導通部１０の表面を弾圧している。
【００３７】
同様に、第３の姿勢検出端子１４も基部１４ａ，弾性変形部１４ｂ，折り曲げ部１４ｃおよび接続部１４ｄを有している。第３の姿勢検出端子１４も可動部５のＸ２側に設けられ、かつ基部１４ａはＹ２側の左側面２Ａの内部に固定されている。ただし、弾性変形部１４ｂは鉛直線Ｏ−Ｏを越えてＹ１方向に向かって傾斜しながら延びており、その先端の接続部１４ｄはＹ１側の位置において可動部５の表面５ａと導通部１０の双方を当接している。すなわち、第３の姿勢検出端子１４は第２の姿勢検出端子１３に対し長手方向対称の位置に設けられている。また接続部１４ｄの基端側は導通部１０の表面を弾圧し、接続部１４ｄの先端側は可動部５の表面５ａに当接可能とされている。
【００３８】
このように、導通部９および導通部１０は同一平面内にあり、これらの表面を単振動の中心となる基準面とすると、前記中立状態のときに、可動部５の表面５ａの高さ方向（Ｚ方向）の位置は前記単振動の基準面に一致している。
【００３９】
ここで、制御検出端子１１と前記導通部９とは第１のスイッチ部ＳＷ１を形成している。同様に、第１の姿勢検出端子１２と導通部９とが第２のスイッチ部ＳＷ２を形成し、第２の姿勢検出端子１３と導通部１０とが第３のスイッチ部ＳＷ３を形成し、第３の姿勢検出端子１４と導通部１０とが第４のスイッチ部ＳＷ４を形成している。そして、第１のスイッチ部ＳＷ１の接続部１１ｄと導通部９の表面、第２のスイッチ部ＳＷ２の接続部１２ｄと導通部９の表面、第３のスイッチ部ＳＷ３の接続部１３ｄと導通部１０の表面、および第４のスイッチ部ＳＷ４の接続部１４ｄと導通部１０の表面がそれぞれスイッチ接点に相当している。
【００４０】
なお、この振動制御装置１では、第１、第２および第４のスイッチ部ＳＷ１，ＳＷ２およびＳＷ４を構成する接続部１１ｄ，１２ｄおよび１４ｄの基端側が導通部９，１０側に位置し、接続部１１ｄ，１２ｄおよび１４ｄの先端側が可動部５の移動領域内に突出するように設定されており、また第３のスイッチ部ＳＷ３では接続部１３ｄの基端側が可動部５の移動領域内に位置する代わりに、先端部は導通部１０側に位置するように設定されている。
【００４１】
第２ないし第４のスイッチ部のＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４のオンおよびオフに関する情報は、振動発生装置１を備えた電子機器内に設けられた制御部（図４参照）３１に送られており、制御部３１はこれらの各スイッチ部ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷのスイッチ情報を取得することが可能とされている。
【００４２】
図４に示すように、振動発生装置１の近傍には、パルス発生回路（電流供給回路）３２が設けられている。パルス発生回路３２の一方の出力端子３２ａは制御検出端子１１の基部１１ａに接続され、他方の出力端子３２ｂはコイル６を形成する被覆導線の一方の端部６ａに接続されている。そして、コイル６を形成する被覆導線の他方の端部６ｂは導通部９の接続部９ｂに接続されている。
【００４３】
すなわち、第１のスイッチ部ＳＷ１が閉じている（オン状態）の場合には、パルス発生回路３２の一方の出力端子３２ａ→制御検出端子１１の基部１１ａ→制御検出端子１１の接続部１１ｄ→導通部９の表面→導通部９の接続部９ｂ→コイル６の他方の端部６ｂ→コイル６の導線内部→コイル６の一方の端部６ａ→パルス発生回路３２の他方の出力端子３２ｂという振動駆動回路が形成されている。
【００４４】
なお、パルス発生回路３２は、制御部３１からのコマンド信号を受けると、所定のデューティー比またはパルス幅からなる電流を出力してコイル６に与える機能を有している。
【００４５】
次に、本発明の振動発生装置１の振動発生手段による振動動作について説明する。
図１ないし図３に示す中立状態では、コイル６が磁石７とヨーク部材８との間に位置するため、磁石７で発生した磁束φがコイル６を垂直に横切ってヨーク部材８に達している。
【００４６】
図１および図３に示す中立状態において、すなわち第１ないし第４のスイッチ部ＳＷ１ないしＳＷ４のすべてが接続（オン）状態にあるとともに、振動発生装置１が水平姿勢にある状態において、制御部３１がパルス発生回路３２に対しコマンド信号を出力し、パルス発生回路３２から所定のデューティー比またはパルス幅からなる駆動電流Ｉが出力されたとする。このとき、コイル６に図３に示す方向（図２において時計回り方向）の駆動電流Ｉが与えられたとすると、コイル６には磁束φと駆動電流Ｉとによる電磁力ＦがＺ２方向に発生するため、可動部５をＺ２方向へ駆動させることができる。このとき、可動部５の表面５ａは前記単振動の基準面よりも図示Ｚ２方向に移動させられる。
【００４７】
本発明の振動発生装置１では、図３に示すように、可動部５と導通部９とは所定の間隔を隔てて別個に設けられている。このため、可動部５がＺ２方向に移動した場合にも、導通部９と制御検出端子１１との間の接続を始めとして各スイッチ部ＳＷ１ないしＳＷ４はすべて接続状態が維持される。
【００４８】
パルス発生回路３２で発生するパルス電圧の電圧変化に同期して、コイル６に電流が流れなくなると、コイル６には電磁力Ｆが作用しなくなる。電磁力Ｆが作用しなくなると、可動部５は弾性支持部材３のＺ１方向への復元弾性力によって付勢され、可動部５がＺ１方向に移動する。このとき、可動部５の表面５ａが、前記単振動の基準面をＺ１方向に越えると、可動部５の移動領域に突出している接続部１１ｄ，１２ｄおよび１４ｄの先端側および接続部１３ｄの基端側に当接しこれらをＺ１方向に持ち上げるため、第１ないし第４のスイッチ部ＳＷ１ないしＳＷ４のすべてが非接続状態に切り換えられる。
【００４９】
次に、Ｚ１方向に移動させられた可動部５は、弾性支持部材３のＺ２方向への復元弾性力によって付勢され、可動部５はＺ２方向に移動させられる。このとき、可動部５の表面５ａが前記単振動の基準面をＺ２方向に越えると、第１ないし第４のスイッチ部ＳＷ１ないしＳＷ４のすべてを再び接続状態に切り換えることができる。
【００５０】
そして、制御部３１は、可動部５の表面５ａが前記単振動の基準面をＺ２方向に越えるタイミング、換言すると、少なくとも第１のスイッチ部ＳＷ１が再び接続状態に切り換わるタイミングに同期させて、制御部３１がパルス発生回路３２にコマンド信号を与え、駆動電流Ｉを再びコイル６に流すようにすると、電磁力ＦがＺ２方向に発生し、可動部５を再度Ｚ２方向に移動させることができる。そして、これら一連の動作を繰り返すことによって、振動発生装置１を一定周期で単振動させることが可能である。
【００５１】
なお、制御部３１がパルス発生回路３２にコマンド信号を与えるタイミングは、可動部５の表面５ａが前記単振動の基準面をＺ２方向に越える毎回のタイミングである必要はなく、複数回ごとに行うものであってもよい。この場合には、連続的な振動を発生させることができる。
【００５２】
また振動が一度停止して一定の時間が経過した後に再び制御部３１がコマンド信号を発生するようにしたものであってもよく、この場合には振動発生装置１に間欠的な振動を生じさせることができる。
【００５３】
なお、前記振動駆動回路を構成するパルス発生回路３２の代わりに電流源を設けると、完全自励式の振動発生装置１とすることができる。
【００５４】
次に、本発明の振動発生装置１の姿勢検出手段による、姿勢検出動作について説明する。
【００５５】
図５は振動発生装置を傾かせた場合の筐体内部の様子を示す図１同様の透視側面図、図６は振動発生装置が上下逆さまになった場合の筐体内部の様子を示す図１同様の透視側面図である。
【００５６】
図５に示すように、底部のＢ点を中心に筐体のＹ２側を持ち上げて振動発生装置１全体を傾き角度θ１だけ反時計回り方向に傾かせると、弾性支持部材３が可動部５をＺ１方向に付勢する力と、制御検出端子１１および第１ないし第３の姿勢検出端子１２，１３，１４が可動部５を図示Ｚ２方向に付勢する力との間の力のつり合いが崩れ、可動部５は筐体２内において反時計回り方向に傾く姿勢に設定させられる。
【００５７】
このとき、可動部５の表面５ａのＹ１側のみが、前記単振動の基準面を越えて図示Ｚ１方向に移動させられ、制御検出端子１１の接続部１１ｄと第３の姿勢検出端子１４の接続部１４ｄとが同時にＺ１方向に持ち上げられるため、第１のスイッチ部ＳＷ１と第４のスイッチ部ＳＷ４とが非接続状態に切り換えられる。そして、制御部３１が、第３の姿勢検出端子１４の接続の状態を検出することにより、振動発生装置１が角度θ１だけ傾いた姿勢にさせられたことを検知することができる。
【００５８】
なお、筐体２が図５に示す前記θ１とは逆の方向に、すなわち底部のＣ点を中心に筐体のＹ１側を時計回り方向に傾けた場合も同様である。すなわち、この場合には可動部５は筐体２内において時計回り方向に傾く姿勢に設定させられるため、可動部５の表面５ａのＹ１側のみが前記単振動の基準面を越えて図示Ｚ２方向に移動させられる。よって、第１の姿勢検出端子１２の接続部１２ｄと第２の姿勢検出端子１３の接続部１３ｄとが同時にＺ１方向に持ち上げられ、第２のスイッチ部ＳＷ２と第３のスイッチ部ＳＷ３とが非接続状態に切り換えられる。よって、制御部３１が、第２，第３のスイッチ部ＳＷ２，ＳＷ３の接続の状態を検出することにより、振動発生装置１が時計回り方向に傾く姿勢に設定されたことを検知することができる。
【００５９】
次に、図６に示すように、筐体２が上下逆さまの姿勢に設定された場合を説明する。この場合には、可動部５が水平姿勢を保ちながらＺ１方向に移動させられるため、可動部５の表面５ａは制御検出端子１１の接続部１１ｄ、第１の姿勢検出端子１２の接続部１２ｄ，第２の姿勢検出端子１３の接続部１３ｄ，第３の姿勢検出端子１４の接続部１４ｄの全てがＺ１方向に押し下げられる。これによって、第１ないし第４のスイッチ部ＳＷ１ないしＳＷ４のすべてが接続状態から非接続状態に切り換えられる。そして、制御部３１は、これらのすべてのスイッチ部のスイッチ情報を検出することにより、振動発生装置１が上下逆さまの姿勢に設定されたことを検知することができる。
【００６０】
すなわち、第１ないし第３の姿勢検出端子１２，１３，１４から構成される第２ないし第４のスイッチ部ＳＷ２，ＳＷ３およびＳＷ４は、振動発生手段１の姿勢を検出することが可能な姿勢検出手段として機能している。
【００６１】
上記のような姿勢検出手段により筐体２の姿勢を検知するためには、姿勢検出端子と導通部からなるスイッチ接点を、少なくとも可動部５のＹ１側の側方部に１箇所およびＹ２側の側方部に１箇所に、そして中央部に１箇所設けた構成が好ましい。このような構成とすることによって、筐体２が、時計回り方向および反時計回り方向に傾いた場合、および上下逆さまにの姿勢とされた場合の、筐体２の姿勢を確実に検知することができる。
【００６２】
本発明では、上記のような姿勢検出手段が、弾性支持部材３の構成に用いられる部品の一部を利用して一体で構成することができるため、姿勢検出手段を振動発生手段と別個に設ける必要がなくなる。その結果、振動発生装置１が搭載される電子機器の内部に専用の姿勢検出手段を別途設けるためのスペースを不要とすることができるため、前記電子機器の小型化に貢献することが可能となる。
【００６３】
また、電子機器を組み立てる際に、振動発生装置１と姿勢検出手段とを別個の工程で組み立てる必要がなくなるため、その工程分だけ組み立て工数を減らすことができ、電子機器の組み立て時間を短縮することが可能となる。
【００６４】
また、制御検出端子１１の位置は上記の位置には限定されず、制御検出端子１１の接続部１１ｄが、可動部５の表面５ａに当接し、かつ導通部９を弾圧できるような位置に設けられればよい。
【００６５】
本発明の振動発生装置１は、たとえば携帯電話端末などの電子機器の筐体内に組み込まれ、受信電波などの外部信号が着信したときに、振動発生装置１を駆動させて筐体２を振動させることにより、着信があった旨をユーザーに知らせることができる。
【００６６】
図７は本発明の振動発生装置が搭載された携帯電話端末の外観を示す斜視図である。
図７に示すように、携帯電話端末２０は、第１のケース２１ａと第２のケース２１ｂが軸２３を支点として回動可能に連結されたケース（筐体）２１を有している。第１のケース２１ａには複数個の押釦式のキー入力部２２ａが配列された操作部２２が設けられ、また第２のケース２１ｂには液晶パネルで形成された表示部２４が設けられている。
【００６７】
携帯電話端末２０では、操作部２２の面と表示部２４の面とが対向して２つに折り畳まれて非使用状態（第２のケース２１ｂが１点鎖線で示される位置にある状態）となり、第１のケース２１ａと第２のケース２１ｂとがほぼ１８０度に近い角度まで拡開したときに使用状態となるように設定されている。
【００６８】
携帯電話端末２０に対して送られた電波信号が、アンテナ２５で受信されると、信号処理が行われて、制御部３１からパルス発生回路３２にコマンド信号が入力される。そして、パルス発生回路３２からコイル６に駆動電流Ｉが与えられることにより、前述した動作原理に基づいて振動発生装置１が振動し、携帯電話端末２０のケース２１を振動させ、携帯電話端末２０の使用者に着信を知らせる。
【００６９】
また、本発明の振動発生装置１を、たとえばＰＤＡ等の携帯用電子入力機器に搭載した場合には、操作者がＰＤＡの画面を備え付けの電子ペン等で操作したときに、前述した動作原理に基づいて振動発生装置１を駆動させるようにしてもよい。この場合には、操作者がＰＤＡの画面を操作したことに合わせて、操作者にクリック感を体感させることが可能となる。このため、操作者は自分が操作したかどうかを確実に確認することできるようになる。
【００７０】
また小型カメラが内蔵されている携帯電話端末２０の場合には、以下のような操作が可能なる。
【００７１】
この小型カメラで被写体を撮影する場合には、被写体の大きさや、一度に撮影したい被写体の数、あるいは撮影者の意向により、小型カメラの姿勢、すなわち携帯電話端末２０のケース２１の姿勢は様々な状態に設定させられる。
【００７２】
たとえば、写真の縦横の比が通常と逆となるような写真を撮影するような場合、すなわち横方向の長さよりも縦方向の長さの方が長い写真を撮影したい場合には、携帯電話端末２０自体を横向きに傾けた姿勢で撮影する。あるいは上下逆さまな写真を撮影したい場合には、携帯電話端末２０自体を上下逆さまにした姿勢で撮影するが、このように携帯電話端末２０の姿勢を変化させると、振動発生装置１の姿勢検出手段によって、前述した動作原理に基づいて、携帯電話端末２０の姿勢を検知することができる。よって、制御部３１は検知された携帯電話端末２０の姿勢にあわせて、前記被写体に対する小型カメラの焦点が合うようにフォーカス制御を行わせることが可能となる。このため携帯電話端末２０の姿勢が変化した場合でも、被写体に小型カメラの焦点を正確に合わせることができ、被写体を鮮明に撮影することができる。
【００７３】
また、本発明の振動発生装置１の姿勢検出手段は、上記のようなカメラ用として用いられることには限定されず、携帯電話端末２０やＰＤＡの表示部に表示される画像の切換えにも用いることができる。
【００７４】
この場合には、携帯電話端末２０やＰＤＡが、傾けられたり、上下逆さまにされると、振動発生装置１の姿勢検出手段が前述した動作原理に基づいて、携帯電話端末２０やＰＤＡの姿勢が検知される。検知された携帯電話端末２０やＰＤＡの姿勢にあわせて、表示部２４やＰＤＡの表示部に表示される画像が、携帯電話端末２０やＰＤＡの通常の姿勢（携帯電話端末２０やＰＤＡが、傾けられたり、上下逆さまにされる前の姿勢）のときに表示されている場合と同じ表示となるように、すなわち携帯電話端末２０の表示部２４が横向きや上下逆さまとになったとしても、そこに表示される画像は絶対的な鉛直方向（重心方向）に対して常に正常な上下関係が維持されるように内部のソフトウェアを用いて切換えられる。このため、携帯電話端末２０やＰＤＡの姿勢が変化した場合でも、画像を通常と同じ表示とすることができる。その結果、たとえば携帯電話端末２０に内蔵された小型カメラで撮影したデジタル画像を編集する際に、画像を容易に見ることができ、画像の編集等を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の振動発生装置をＸ２方向からみた側面図、
【図２】本発明の振動発生装置の平面図、
【図３】図１に示された振動発生装置をＹ１方向からみた断面図、
【図４】振動発生装置の上部に設けられる姿勢検出手段を示す斜視図、
【図５】筐体が、Ｙ１側が上昇する方向に傾いた場合の筐体内部の様子を示した図、
【図６】筐体が上下逆さまになった場合の筐体内部の様子を示した図、
【図７】本発明の振動発生装置が搭載された携帯電話端末の外観を示す斜視図、
【符号の説明】
【００７６】
１ 振動発生装置
２ 筐体
３ 弾性支持部材
３ａ 固体部
３ｂ 撓み変形部
３ｃ 保持部
５ 可動部
６ コイル
７ 磁石
８ ヨーク部材
９，１０ 導通部
１１ 制御検出端子（検出端子）
１２ 第１の姿勢検出端子（検出端子）
１３ 第２の姿勢検出端子（検出端子）
１４ 第３の姿勢検出端子（検出端子）
ＳＷ１ 第１のスイッチ部
ＳＷ２ 第２のスイッチ部
ＳＷ３ 第３のスイッチ部
ＳＷ４ 第４のスイッチ部
３１ 制御部
３２ パルス発生回路（電流供給回路）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、前記筐体に対し振動可能な状態で一方の端部が片持ち支持された弾性支持部材と、前記弾性支持部材の他方の端部に固定された可動部と、前記可動部に振動を生起させる振動駆動回路とを備えた振動発生装置において、
前記可動部が振動の中心となる基準面を一方向に越えたことを検知する姿勢検出手段が設けられており、前記姿勢検出手段により前記筐体の傾き姿勢が検知されることを特徴とする振動発生装置。
【請求項２】
前記姿勢検出手段は、前記基準面に設けられた導通部と、前記導通部に弾圧可能であるとともに前記基準面から前記可動部が移動する領域内に突出する接続部とを有する複数の検出端子を有しており、前記可動部が前記基準面を越えたときに、前記検出端子が持ち上げられて前記接続部と前記導通部との前記弾圧が解除させられる請求項１記載の振動発生装置。
【請求項３】
前記検出端子は、前記可動部の長手方向の両端側で対称となる位置と、中央側で対称となる位置にそれぞれ一組づつ設けられており、前記長手方向と直交する幅方向の一方に前記両端側で対称となる一組の検出端子が設けられ、他方に前記中央側で対称となる一組の検出端子が設けられている請求項２記載の振動発生装置。
【請求項４】
前記振動駆動回路は、前記可動部に固定されて一緒に振動するコイルと、前記コイルに垂直な磁界を与える磁石と、前記コイルに駆動電流を与えるパルス発生回路と、前記パルス発生回路を所定のタイミングで駆動させる制御部とを有するとともに、
前記振動駆動回路内には、前記中央側に設けられた一組の検出端子の一方が、前記可動部の振動に伴って前記振動駆動回路の開閉動作を行うスイッチ部として設けられている請求項３記載の振動発生装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の振動発生装置が設けられ、外部からの所定の信号を受信したときには前記振動発生装置を駆動させて前記筐体が振動させられ、前記筐体の姿勢が変化したときには前記姿勢検出手段により前記筐体の姿勢が検知されることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
筐体と、前記筐体に対し振動可能な状態で一方の端部が片持ち支持された弾性支持部材と、前記弾性支持部材の他方の端部に固定された可動部と、前記可動部に振動を生起させる振動駆動回路とを備えた振動発生装置において、
前記可動部が振動の中心となる基準面を一方向に越えたことを検知する姿勢検出手段が設けられており、前記姿勢検出手段により前記筐体の傾き姿勢が検知されることを特徴とする振動発生装置。
【請求項２】
前記姿勢検出手段は、前記基準面に設けられた導通部と、前記導通部に弾圧可能であるとともに前記基準面から前記可動部が移動する領域内に突出する接続部とを有する複数の検出端子を有しており、前記可動部が前記基準面を越えたときに、前記検出端子が持ち上げられて前記接続部と前記導通部との前記弾圧が解除させられる請求項１記載の振動発生装置。
【請求項３】
前記検出端子は、前記可動部の長手方向の両端側で対称となる位置と、中央側で対称となる位置にそれぞれ一組づつ設けられており、前記長手方向と直交する幅方向の一方に前記両端側で対称となる一組の検出端子が設けられ、他方に前記中央側で対称となる一組の検出端子が設けられている請求項２記載の振動発生装置。
【請求項４】
前記振動駆動回路は、前記可動部に固定されて一緒に振動するコイルと、前記コイルに垂直な磁界を与える磁石と、前記コイルに駆動電流を与えるパルス発生回路と、前記パルス発生回路を所定のタイミングで駆動させる制御部とを有するとともに、
前記振動駆動回路内には、前記中央側に設けられた一組の検出端子の一方が、前記可動部の振動に伴って前記振動駆動回路の開閉動作を行うスイッチ部として設けられている請求項３記載の振動発生装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の振動発生装置が設けられ、外部からの所定の信号を受信したときには前記振動発生装置を駆動させて前記筐体が振動させられ、前記筐体の姿勢が変化したときには前記姿勢検出手段により前記筐体の姿勢が検知されることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−１４５１８（Ｐ２００６−１４５１８Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８９２２０（Ｐ２００４−１８９２２０）
【出願日】平成１６年６月２８日（２００４．６．２８）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２８日（２００４．６．２８）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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